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大倾角松散不稳定煤层开采围岩破断活动、支护问题以及矿山压力显现的复杂性等特征,导致工作面产量低、工人劳动强度大以及作业环境恶劣等问题频发。因此,系统地研究大倾角松散不稳定煤层开采理论,并对综采系统复杂性研究已迫在眉睫。 本文综述了国内外大倾角煤层开采技术研究和系统复杂性研究概况;指出复杂性研究对处理大倾角煤层复杂性问题的意义和作用;提出研究大倾角松散不稳定煤层综采系统复杂性应以系统复杂性思想和方法为指导,并就大倾角松散不稳定煤层综采系统复杂性进行了研究。具体研究结果如下: (1)针对大倾角松散煤层所出现的综采工艺问题,以系统复杂性科学的基本理论和方法为切入点,剖析了大倾角松散不稳定煤层长壁综采系统复杂性产生根原及其复杂性特征,并对影响综采系统复杂性的主要因素进行了定性与定量分析。 (2)对大倾角松散不稳定煤层综采系统复杂性中的煤层倾角复杂度、地质复杂度以及支护系统复杂度建立量化数学模型并进行指标量化,得出甘肃窑街煤电集团有限公司长山子煤矿地质条件中的煤层倾角复杂度、煤层厚度以及支护系统复杂度量化值。建立了复杂适应系统模型,对系统内部机构和相互关系进行定性描述;通过多层次分析模型,分析出了系统复杂性影响因素指标的权重。 (3)以长山子煤矿1125综放面为例,研究分析了长山子矿大倾角松散不稳定煤层综采系统复杂性及其设备选型、矿压显现、支护系统、采煤等子系统的复杂性。 本研究结果对于同类型大倾角煤层走向长壁综放工作面采用系统复杂性理论方法分析解决煤矿生产系统中的问题具有借鉴意义。同时强调,在解决这类问题时,要本着系统研究思路和方法,全面分析各因素之间的关系,旨在把握复杂性的根源与量化,不仅可以有的放矢地大幅提高煤炭开采的效率,还能够从本质上消除安全隐患,避免重大事故发生。